排水造林对温带小兴安岭沼泽湿地碳源/汇的影响

【目的】从生态系统尺度揭示排水造林干扰对温带沼泽湿地碳源/汇功能的影响规律及其影响机制,以期为湿地碳汇管理提供科学依据。【方法】选取小兴安岭沼泽湿地排水造林后不同时期（10,30年）形成的人工兴安落叶松林及天然草丛沼泽为研究对象,采用静态箱-气相色谱法、碳/氮分析仪测定法与相对生长方程法,同步测定10,30年生人工兴安落叶松林及相应立地上天然草丛沼泽的土壤呼吸（CO2、CH4）碳排放量、植被净初级生产力与年净固碳量,并依据生态系统净碳收支平衡揭示排水造林对温带沼泽湿地碳源/汇的影响规律。【结果】排水造林改变了草丛沼泽CH4排放的季节变化趋势,由单峰排放型转化为排放与吸收交替型,并使CH4源/汇功能发生了转化,由草丛沼泽CH4强排放源(年通量1.780 mg·m-2h-1)转化为人工林CH4弱吸收汇(年通量-0.006 mg·m-2h-1);排水造林对草丛沼泽土壤CO2排放年通量(168.07～220.43 mg·m-2h-1)并无显著影响,10,30年生人工兴安落叶松林土壤CO2排放年通量分别较草丛沼泽降低12.8%（P>0.05）和提高14.3%（P>0.05）;排水造林改变了草丛沼泽CH4和CO2排放主控因子,即其CH4主控因子由30～40 cm土壤温度转化为与土壤温度不相关,草丛沼泽土壤CO2主控因子为气温及0～30 cm土壤温度,10和30年生人工林排水垄转化为气温及0～40 cm土层土壤温度、而排水渠转化为气温及地表温度（30年生人工林）或与气温及土壤温度均不相关（10年生人工林）;10年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(10.51和4.68 t·hm-2a-1)显著低于草丛沼泽(15.44和6.74 t·hm-2a-1)31.9%和30.6%（P<0.05）,而30年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(14.40和6.39 t·hm-2a-1)却与草丛沼泽相近（-6.7%和-5.2%,P>0.05）;10年生人工林碳汇(0.72 t·hm-2a-1)显著低于草丛沼泽(2.08 t·hm-2a-1)65.4%（P<0.05）,30年生人工林碳汇(1.20 t·hm-2a-1)仍低于草丛沼泽但差异性不显著（-42.3%,P>0.05）。【结论】10年生兴安落叶松人工林显著降低小兴安岭草丛沼泽湿地碳汇功能近2/3,其碳汇功能恢复至少需要30年以上时间,故应避免对温带沼泽湿地进行排水造林。